Голод или память: как обмануть свой мозг?

Пост после обучения может улучшить некоторые воспоминания, но размытие других, предполагает исследование. Когда вы голодны после того, как что-то выучили, ваш мозг может приоритизировать запоминание некоторых видов информации в ущерб другим. Небольшое предварительное исследование, опубликованное в журнале Neurobiology of Learning and Memory, показало, что голод после обучения увеличивает память на общие знания и факты, но за счет воспоминаний о конкретных деталях, таких как место и время событий. Это указывает на то, что нахождение в состоянии голода может изменить фокус мозга во время консолидации памяти.

Ученые давно интересуются тем, как укрепляются воспоминания — процесс, известный как консолидация. Сон широко признан как ключевое время для этого процесса. Однако новые исследования предполагают, что другие состояния, такие как голод, могут также влиять на то, как наши мозги закрепляют новую информацию.

Предыдущие исследования на животных, и в некоторой степени на людях, намекали на связь между голодом и памятью. Например, исследования на дрозофилах (Drosophila melanogaster) показали, что голод может улучшить консолидацию памяти, пока мухи бодрствуют. Несмотря на то что эти ранние результаты были интригующими, не было ясно, влияет ли голод конкретно на процесс консолидации, или он влияет на другие аспекты памяти, такие как первоначальное обучение или последующее запоминание информации.

"Я — исследователь памяти и моя основная интерес заключается в том, как сон консолидацию памяти," — сказал автор исследования Ян Борн, руководитель Института медицинской психологии и отдела поведенческой нейробиологии в Университете Тюбингена. "Мой интерес к голоду возник из исследования на дрозофилах (группой Ами́ты Сегал), показывающего, что голод может улучшать память так же, как и сон, хотя через разные механизмы. Это исследование представляет собой первый шаг в переводе этих результатов с дрозофил на здоровых людей."

Чтобы изучить этот вопрос на людях, исследователи набрали здоровых мужчин для двух отдельных экспериментов. В каждом эксперименте участники принимали участие в двух условиях: одном, где они голодали, и другом, где они ели обычные блюда. Чтобы обеспечить четкое сравнение, каждый участник испытал как голодное, так и сытое состояние в разные моменты времени с как минимум четырехнедельным интервалом между ними. Эта схема позволила исследователям сравнить эффекты голодания и еды у одних и тех же участников.

Перед началом каждого условия участники следовали обычной диете в течение двух дней и избегали кофеина и алкоголя. В первый день каждого условия участники приходили в лабораторию после стандартизированного обеда и начинали 18,5-часовой период голодания. На следующее утро, находясь в голодном состоянии, они занимались несколькими задачами на запоминание.

В первом эксперименте эти задачи включали изучение пар слов, прохождение теста на визуальную память с использованием абстрактных форм и выполнение упражнения по постукиванию пальцами для оценки памяти моторных навыков. Во втором эксперименте визуальная форма была заменена более сложным тестом "Что-Где-Когда", который проверял память на предметы, места и время. Задачи с парами слов и постукиванием пальцами остались одинаковыми в обоих экспериментах.

После выполнения этих обучающих заданий начался критический период консолидации. В „сытом“ состоянии участники получили стандартизированные блюда в течение следующих десяти часов, включая завтрак, обед и закуски. В состоянии "голодания" они продолжали голодать в течение того же десятичасового периода, получая только воду и фруктовый чай. В обоих состояниях участники получили стандартизированный ужин после этого десятичасового периода консолидации. Исследователи тщательно стандартизировали приемы пищи, чтобы они не были чрезмерно привлекательными, чтобы минимизировать любое потенциальное положительное подкрепление от еды. Блюда также были адаптированы к индивидуальной потребности в калориях каждого участника на основе их роста, веса, возраста и уровня активности.

Чтобы оценить воспоминания, участники вернулись в лабораторию либо через 24, либо через 48 часов в зависимости от эксперимента. В первом эксперименте тестирование воспоминаний проводилось через 48 часов, и участники находились в сытом состоянии, поев перед тестом. Во втором эксперименте проверка воспоминаний проводилась ранее, через 24 часа, и участники находились в голодном состоянии, что отражало их состояние в начале учебного этапа. Во время сессий воспоминаний участников тестировали по тем же задачам на запоминание, которые они изучали раньше. На протяжении всего исследования исследователи контролировали уровень глюкозы в крови и просили участников оценить свою голодность, чтобы подтвердить, что манипуляция с голоданием была эффективной. Они также использовали анкеты для оценивания настроения, усталости и сонливости, чтобы учесть эти факторы в своем анализе.

Результаты первого эксперимента показали, что голодание в течение 10-часового периода консолидации улучшило память о парах слов. Участники в состоянии голодания правильно вспомнили больше пар слов и быстрее реагировали на их запоминание в сравнении с состоянием сытости. Однако голодание ухудшило пространственную память в визуальной задаче Дизе-Роэдижер-МакДермотта. Участники в голодном состоянии хуже запомнили местоположение форм. Процедурная память, как показали результаты теста с постукиванием пальцев, не пострадала от голодания.

Во втором эксперименте исследователи обнаружили, что голод улучшил репродуктивную память в задаче "Что-Где-Когда". Участники в состоянии голодания лучше распознавали ранее увиденные изображения и были быстрее в этом распознании. Однако голод снова оказал негативное влияние на память эпизодического контекста. Участники в голодном состоянии хуже справились с запоминанием временного контекста (когда было представлено изображение) и совокупного пространственного и временного контекста (где и когда было представлено изображение). Как и в первом эксперименте, голодание не оказало влияния на процедурную память в тесте по постукиванию пальцами.

Эти выводы говорят о том, что голод имеет избирательное влияние на консолидацию памяти у людей. Он, по-видимому, улучшает консолидацию семантических воспоминаний, которые больше касаются общих знаний и распознавания объектов. Этот тип памяти, как считается, зависит в большей степени от областей мозга в коре, внешнем слое мозга. Напротив, голод, похоже, ослабляет консолидацию воспоминаний эпизодического контекста, которые более детализированные и контекстуальные и зависят больше от гиппокампа.

Исследователи предполагают, что когда мы голодны, наши мозги могут приоритизировать закрепление базовой, фактической информации, возможно, подавляя кодирование детальной контекстной информации. Они предполагают, что голод может уменьшить вмешательство со стороны гиппокампа, который обычно играет сильную роль в эпизодической памяти, позволяя более эффективной консолидации семантических репрезентаций в коре. Однако для подтверждения и расширения этих выводов нужны дальнейшие исследования.

"Это базовое исследование, и, на мой взгляд, рано делать какие-либо выводы о практическом применении этих выводов", — рассказал Борн PsyPost. "Возможно, стоит учитывать, что (небольшой) голод — это состояние, которое может улучшить (определенные виды) памяти."

Как начальное исследование на людях, вдохновленное исследованием на дрозофилах, оно открывает множество направлений для будущих исследований. Будущие исследования могут использовать нейровизуализацию для изучения того, какие мозговые сети наиболее активны во время консолидации памяти в состоянии голода и насыщенности. Также важно исследовать основные биологические механизмы. Например, исследователи могут исследовать роль гормонов, связанных с голодом, и метаболических сигнальных молекул, таких как нейропептид Y, орексин, грелин, лептин, глюкагоноподобный пептид 1 и уровни глюкозы в крови, чтобы понять, как они влияют на консолидацию памяти при голодании. Понимание этих механизмов может дать новое представление о том, как наше питание влияет на память и деятельность мозга.
Исследование под названием «Влияние голодания на консолидацию человеческой памяти» написано Хуэфэном Яном, Сю Мяо, Франциской Швайггарт, Софией Гроссманн, Карстеном Рауссом, Манфредом Халльшмидтом, Яном Борном и Николасом Д. Лутцем.